JP2012168757A

JP2012168757A - パフォーマンス制御システム、及びアプリケーションプロセッサ

Info

Publication number: JP2012168757A
Application number: JP2011029473A
Authority: JP
Inventors: Takao Nakagawa; 貴雄中川
Original assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Current assignee: NEC Casio Mobile Communications Ltd
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】携帯電話のパフォーマンスを制御すること。
【解決手段】通信及び通話以外の演算処理を行うアプリケーションプロセッサ１１０と、アプリケーションプロセッサ１１０に対して動作電圧を供給する電源回路１３０と、アプリケーションプロセッサ１１０に対して動作周波数を供給する発振回路１４０とを備え、アプリケーションプロセッサ１１０は、パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生した場合に、電源回路１３０から供給される動作電圧と、発振回路１４０から供給される動作周波数とを上げるように管理する電力管理回路１１１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パフォーマンス制御システム、及びアプリケーションプロセッサに関する。特に、本発明は、携帯電話のパフォーマンスを制御するパフォーマンス制御システム、並びに通信及び通話以外の演算処理を行うアプリケーションプロセッサに関する。

昨今の携帯電話には、高解像度の動画を再生したり、３次元グラフィックスを表示したりするために、アプリケーションプロセッサの動作周波数を高速化することが求められている。また、昨今の携帯電話には、使用可能時間を少しでも長くするために、省電力化が求められている。

このような要求に応えるための技術としては、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）の使用率に応じて、動作周波数と動作電圧を切替える技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−０７７５６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ＣＰＵの使用率をモニターしながら動作周波数と動作電圧を制御するため、高パフォーマンス状態への切替え時に遅延が発生してしまい、携帯電話の性能に影響を及ぼす虞がある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、携帯電話のパフォーマンスを制御するパフォーマンス制御システムであって、通信及び通話以外の演算処理を行うアプリケーションプロセッサと、アプリケーションプロセッサに対して動作電圧を供給する電源回路と、アプリケーションプロセッサに対して動作周波数を供給する発振回路とを備え、アプリケーションプロセッサは、パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生した場合に、電源回路から供給される動作電圧と、発振回路から供給される動作周波数とを上げるように管理する電力管理回路を有する。

本発明の第２の形態によると、通信及び通話以外の演算処理を行うアプリケーションプロセッサであって、パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生した場合に、電源回路から供給される動作電圧と、発振回路から供給される動作周波数とが向上するように管理する電力管理回路を備える。

なおまた、上記のように発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

以上の説明から明らかなように、この発明においては、携帯電話における特定の割込みイベントをパフォーマンス状態遷移のトリガとするようにしたので、効率良く高パフォーマンス状態へ遷移することができる。そのため、この発明によっては、アプリケーションプロセッサを高パフォーマンス状態への切替えるにあたり遅延が生じることがなく、携帯電話の性能に影響を及ぼすことがない。

一実施形態に係るパフォーマンス制御システム１００の一例を示す図である。アプリケーションプロセッサ１１０の動作フローの一例を示す図である。アプリケーションプロセッサ１１０の動作フローの別の例を示す図である。アプリケーションプロセッサ１１０の動作フローの更に別の例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一実施形態に係るパフォーマンス制御システム１００の一例を示す。パフォーマンス制御システム１００は、携帯電話のパフォーマンスを制御するシステムである。パフォーマンス制御システム１００は、アプリケーションプロセッサ１１０、電源回路１３０、及び発振回路１４０を備える。

アプリケーションプロセッサ１１０は、通信及び通話以外の演算処理を行う回路である。電源回路１３０は、アプリケーションプロセッサ１１０に対して動作電圧を供給する回路である。発振回路１４０は、アプリケーションプロセッサ１１０に対して動作周波数を供給する回路である。

アプリケーションプロセッサ１１０は、電力管理回路１１１、周波数センサー１１２、周波数制御回路１１３、電圧センサー１１４、電圧制御回路１１５、複数のマスター処理回路１１６ａ、ｂ（以下、マスター処理回路１１６と総称する。）、スレーブ処理回路１１７、逓倍・分周回路１１８、及び割込制御回路１１９を有する。

電力管理回路１１１は、アプリケーションプロセッサ１１０内のパフォーマンス全般をコントロールする回路である。周波数センサー１１２は、逓倍・分周回路１１８から出力される動作周波数の状態をモニターするセンサーである。周波数制御回路１１３は、電力管理回路１１１からの命令を受けて、逓倍・分周回路１１８の動作を制御する回路である。電圧センサー１１４は、電源回路１３０から供給される動作電圧の状態をモニターするセンサーである。電圧制御回路１１５は、電力管理回路１１１からの命令を受けて、電源回路１３０の動作を制御する回路である。マスター処理回路１１６は、ＣＰＵやＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のような、主体的に動作する回路である。スレーブ処理回路１１７は、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）やＳＰＩ（ＳｅｒｉａｌＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ）等のような、主体的には動作しない回路である。逓倍・分周回路１１８は、発振回路１４０から供給される動作周波数を逓倍及び分周して、マスター処理回路１１６及びスレーブ処理回路１１７へ出力する回路である。割込制御回路１１９は、割込みイベントを制御する回路である。

また、マスター処理回路１１６ａは、稼働率監視回路１２０ａを有している。同様に、マスター処理回路１１６ｂは、稼働率監視回路１２０ｂを有している。稼働率監視回路１２０ａ、ｂ（以下、稼働率監視回路１２０と総称する。）は、マスター処理回路１１６の稼働率を監視する回路である。

図２は、アプリケーションプロセッサ１１０の動作フローの一例を示す。この動作フローにおいては、割込みイベントの発生によってアプリケーションプロセッサ１１０のパフォーマンスを制御する動作について説明する。なおまた、この動作フローの説明においては、図１を共に参照する。

電力管理回路１１１は、割込制御回路１１９が割込みイベントの制御を行うと、その割込みイベントがパフォーマンスを上げる要求を伴うイベントであるか否かを判定する（Ｓ１０１）。例えば、電力管理回路１１１は、割込みイベントがキー割込み検出であった場合、パフォーマンスを上げる要求を伴うイベントであると判定し、それ以外のイベントについては、パフォーマンスを上げる要求を伴わないイベントであると判定する。

そして、電力管理回路１１１は、パフォーマンスを上げる要求を伴わない割込みイベントであると判定した場合（Ｓ１０１：Ｎｏ）、そのまま本制御を終了する。

一方、電力管理回路１１１は、パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントであると判定した場合（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、動作周波数を上げる制御を行うよう周波数制御回路１１３に命令すると共に、動作電圧を上げる制御を行うよう電圧制御回路１１５に命令する。そして、周波数制御回路１１３は、電力管理回路１１１からの命令を受けて、動作周波数を上げるよう逓倍・分周回路１１８の動作を制御する（Ｓ１０２）。また、電圧制御回路１１５は、電力管理回路１１１からの命令を受けて、動作電圧を上げるよう電源回路１３０の動作を制御する（Ｓ１０２）。

そして、電力管理回路１１１は、マスター処理回路１１６の稼働率を監視するよう稼働率監視回路１２０に命令する。このようにして、稼働率監視回路１２０は、マスター処理回路１１６の稼働率を監視し始める（Ｓ１０３）。

そして、稼働率監視回路１２０は、稼働率をモニター中、予め設定した下限しきい値以下の動作率になった場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、電力管理回路１１１部へパフォーマンスを下げる要求を送る。電力管理回路１１１部は、この要求を受け、動作周波数と動作電圧を低パフォーマンス状態へ切替え後（Ｓ１０５）、機能ブロックの稼働率をモニターする機能を停止した上で（Ｓ１０７）、本制御を終了する。

また、稼働率のモニター開始から一定期間経過した場合も（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、機能ブロックの稼働率をモニターする機能を停止した上で（Ｓ１０７）、本制御を終了する。

以上説明したように、パフォーマンス制御システム１００によっては、携帯電話内の特定の割込みイベントをパフォーマンス状態遷移のトリガとすることで、効率良く高パフォーマンス状態へ遷移することができる。これにより、高パフォーマンス状態への切替えの遅れから生じる機能起動時の性能問題を改善することができる。また、割込みイベント毎に切替え先の動作周波数と動作電圧を任意に設定可能とすることで、過剰なパフォーマンス動作による消費電流の増加を抑えることができる。

図３は、アプリケーションプロセッサ１１０の動作フローの別の例を示す。この動作フローは、割込みイベント毎に切替え先のパフォーマンスレベルを任意に設定可能なシステムのフローチャートを示している。なおまた、この動作フローの説明においては、図１及び図２を共に参照する。

まず、携帯電話内で割込みイベントが発生した時、電力管理回路１１１部が割込み要因の判定処理を実施する（Ｓ２０１）。ここで、パフォーマンスを上げる要求がない割込みの場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、そのまま本制御を終了する。また、パフォーマンスを上げる要求がある割込みの場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、予め設定した割込みイベント毎の動作周波数と動作電圧へ切替え（Ｓ２０２）、機能ブロックの稼働率をモニターする機能を有効にする（Ｓ２０３）。（例えば、キー割込み検出時は即座に高パフォーマンス状態へ、表示更新系の検出時は即座に中パフォーマンス状態へ切替える制御を実施し、それ以外の割込み検出時はパフォーマンス状態を変更しない。）

次に、稼働率をモニター中、予め設定した下限しきい値以下の動作率になった場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、稼働率監視回路１２０から電力管理回路１１１部へパフォーマンスを下げる要求が発生する。電力管理回路１１１部は、この要求を受け、動作周波数と動作電圧を低パフォーマンス状態へ切替え後（Ｓ２０５）、機能ブロックの稼働率をモニターする機能を停止した上で（Ｓ２０７）、本制御を終了する。

また、稼働率のモニター開始から一定期間経過した場合も（Ｓ２０６：Ｙｅｓ）、機能ブロックの稼働率をモニターする機能を停止した上で（Ｓ２０７）、本制御を終了する。

図４は、アプリケーションプロセッサ１１０の動作フローの更に別の例を示す。この動作フローは、パワーセーブモードに連動した省電力システムのフローチャートを示している。なおまた、この動作フローの説明においては、図１から図３を共に参照する。

まず、携帯電話内で割込みイベントが発生した時、電力管理回路１１１部が割込み要因の判定処理を実施する（Ｓ３０１）。ここで、パフォーマンスを上げる要求がない割込みの場合（Ｓ３０１：Ｎｏ）、そのまま本制御を終了する。また、パフォーマンスを上げる要求がある割込みの場合（Ｓ３０１：Ｙｅｓ）、予め設定したパワーセーブモードの状態を判定する。

ここで、パワーセーブモードが有効な場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、そのまま本制御を終了し、パワーセーブモードが無効な場合のみ（Ｓ３０２：Ｎｏ）、パフォーマンス状態の切替えを実施する（Ｓ３０３）。

これにより、パワーセーブモード時の高パフォーマンス設定を抑制することで、電池持ちを改善することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００パフォーマンス制御システム
１１０アプリケーションプロセッサ
１１１電力管理回路
１１２周波数センサー
１１３周波数制御回路
１１４電圧センサー
１１５電圧制御回路
１１６マスター処理回路
１１７スレーブ処理回路
１１８逓倍・分周回路
１１９割込制御回路
１２０稼働率監視回路
１３０電源回路
１４０発振回路

Claims

携帯電話のパフォーマンスを制御するパフォーマンス制御システムであって、
通信及び通話以外の演算処理を行うアプリケーションプロセッサと、
前記アプリケーションプロセッサに対して動作電圧を供給する電源回路と、
前記アプリケーションプロセッサに対して動作周波数を供給する発振回路と
を備え、
前記アプリケーションプロセッサは、
パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生した場合に、前記電源回路から供給される動作電圧と、前記発振回路から供給される動作周波数とを上げるように管理する電力管理回路
を有するパフォーマンス制御システム。
前記アプリケーションプロセッサは、
割込みイベントを制御する割込制御回路
を更に有し、
前記電力管理回路は、前記割込制御回路が割込みイベントを制御した場合に、当該割込みイベントがパフォーマンスを上げる要求を伴うイベントであるか否かを判定して、当該割込みイベントがパフォーマンスを上げる要求を伴うイベントである場合に、前記電源回路から供給される動作電圧と、前記発振回路から供給される動作周波数とを上げるように管理する
請求項１に記載のパフォーマンス制御システム。
前記処理回路は、
当該処理回路の稼働率を監視する稼働率監視回路
を有し、
前記電力管理回路は、前記稼働率監視回路が監視している前記処理回路の稼働率が所定値以下になった場合、前記電源回路から供給される動作電圧と、前記発振回路から供給される動作周波数とを下げるように管理する
請求項１又は２に記載のパフォーマンス制御システム。
前記稼働率監視回路は、前記処理回路の稼働率を監視し始めてから所定時間が経過した場合、当該稼働率の監視を停止する
請求項３に記載のパフォーマンス制御システム。
前記電力管理回路は、前記割込みイベントの内容に応じて、前記電源回路から供給される動作電圧と、前記発振回路から供給される動作周波数とを上げるレベルを調整する
請求項１から４のいずれか一項に記載のパフォーマンス制御システム。
前記電力管理回路は、前記処理回路が省電力モードにて動作している場合、パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生しても、前記電源回路から供給される動作電圧と、前記発振回路から供給される動作周波数とを上げないように管理する
請求項１から５のいずれか一項に記載のパフォーマンス制御システム。
前記アプリケーションプロセッサは、前記処理回路として、主体的に動作するマスター処理回路と、主体的には動作しないスレーブ処理回路とを有する
請求項１から６のいずれか一項に記載のパフォーマンス制御システム。
前記アプリケーションプロセッサは、
前記発振回路から供給される動作周波数を逓倍及び分周して、前記マスター処理回路及び前記スレーブ処理回路へ出力する逓倍・分周回路
を更に有し、
前記電力管理回路は、パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生した場合、前記発振回路から供給される動作周波数が前記逓倍・分周回路にて逓倍されるように管理する
請求項７に記載のパフォーマンス制御システム。
前記アプリケーションプロセッサは、
前記電源回路の動作を制御する電圧制御回路と
前記逓倍・分周回路の動作を制御する周波数制御回路と、
を更に有し、
前記電力管理回路は、パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生した場合、前記電圧制御回路の制御によって前記電源回路から供給される電圧を上げるように管理すると共に、前記周波数制御回路の制御によって前記逓倍・分周回路にて逓倍及び分周される動作周波数を上げるように管理する
請求項８に記載のパフォーマンス制御システム。
通信及び通話以外の演算処理を行うアプリケーションプロセッサであって、
パフォーマンスを上げる要求を伴う割込みイベントが発生した場合に、電源回路から供給される動作電圧と、発振回路から供給される動作周波数とが向上するように管理する電力管理回路
を備えるアプリケーションプロセッサ。